Önszervező számítógépes kurzus

Shimon Schocken és Noam Nisan kurzusán a diákok maguk építik fel a számítógépüket alkatrészenként haladva. Amikor a kurzust feltették a netre -- ahol az eszközök, szimulációk, csipspecifikációk és a többi modul bárki számára elérhetővé vált -- meglepetéssel tapasztalták, hogy érdeklődők ezrei ragadták meg a lehetőséget, hogy tanuljanak. Volt aki magában dolgozott, de voltak, akik a maguk szervezte osztály keretében végezték el az első Tömeges Nyílt Online Kurzust (Massive Open Online Course -- MOOC). Az előadás felhívás arra, hogy felejtsük el az osztályozást: építsünk inkább az önmotivált tanulásra.

Ez itt a nagyapám,

Salman Schocken,

aki szegény és tanulatlan családba született

hat éhesszájú gyerekkel.

Így aztán 14 éves korában kénytelen volt

otthagyni az iskolát, hogy segítsen
kenyért keríteni az asztalra.

Soha nem tért vissza többé az iskolába.

Ehelyett felépített egy ragyogó birodalmat

áruházakból.

Salman maga volt a maximalizmus,

így mindegyik áruháza
egy-egy gyöngyszeme lett

a Bauhaus építészetnek.

Továbbá csúcs volt az önképzésben is,

és mint minden mást,
nagystílűen intézte ezt is.

Körülvette magát egy csapat

fiatal, ismeretlen tehetséggel,
mint Martin Buber,

Shai Agnon és Franz Kafka,

és mindegyiknek havi fizetést adott,

hogy nyugodtan írhassanak.

Az 1930-as évek végén
Salman tudta, mi következik.

Családostól elmenekült Németországból,

hátrahagyva minden vagyonát.

Miután áruházait lefoglalták,

élete hátralévő részét

a művészet és a kultúra töltötte ki.

Ez az alig iskolázott ember,

aki 82 évet élt meg,

igazi entellektüel volt, az igazgatótanács
társalapítója és első vezetője

a Jeruzsálemi Héber Egyetemen,

és alapítója a Schocken Booksnak,

egy ismert kiadónak,
melyet később megvásárolt

a Random House.

Ennyit jelent az önképzés.

És ezek itt a szüleim.

Ők sem részesülhettek
a felsőoktatás kiváltságában.

Túlságosan lefoglalta őket
a család és az ország építése.

És ahogy Salman, úgy ők is életük végéig

szorgos önképzők voltak: a házunk tele volt

könyvek, lemezek és műtárgyak ezreivel.

Élénken emlékszem, hogy apám azt mondja:

'Ha minden szomszédunknak lesz már TV-je,

akkor mi is veszünk majd egy FM rádiót.'
(Nevetés)

Ez pedig itt én vagyok --

azt akartam mondani,
hogy az első abakuszommal,

de valójában azzal az eszközzel,
amely az apám felfogása szerint

tökéletesen helyettesítené az iPadet.
(Nevetés)

Tehát az egyik idea,
amit hazulról hoztam az,

hogy egy edukátornak
nem kell okvetlenül tanítania.

Ehelyett biztosíthat olyan környezetet
és erőforrásokat is,

amelyek előcsalogatják azt a természetes
képességünket, hogy magunktól tanuljunk.

Önképzés, felfedeztető tanulás és önfejlesztés:

ezek a kiváló képzés legfőbb ismérvei.

Megosztanék hát önökkel egy történetet
az önképzéssel kapcsolatban

egy olyan önfejlesztést erősítő
számítógép-tudományi kurzusról,

melyet kiváló kollégámmal,
Noam Nisannal együtt hoztunk létre.

Amint a képekből látszik,
Noamot, akárcsak engem,

már zsenge korban lenyűgöztek az alapok,

és ahogy múltak az évek, és ismereteink

a tudomány és technológia területén
tovább finomodtak,

az alapok iránti tiszteletünk

csak fokozódott.

Nem meglepő tehát, hogy 12 éve, amikor

Noam és én már a számítógép-tudomány
professzorai voltunk,

ugyanaz a dolog frusztrált mindkettőnket.

Ahogy a számítógépek
egyre bonyolultabbak lettek,

a diákjaink hovatovább
nem látták a fáktól az erdőt,

ami érthető, hiszen lehetetlen hozzáférni

a gép lelkéhez, ha a kölcsönhatásod tárgya

egy feketedoboz-PC vagy -Mac, melyet

zárt és szabadalmazott szoftverek
számos rétege rejt el előled.

Így jött az a felismerésünk, hogy ha
azt akarjuk, hogy a diákjaink

megértsék a számítógép működését,

úgy, hogy ez a megértés a lényükké váljon,

akkor annak az a legjobb módja,

ha építtetünk velük egy komplett, működő,

általános célú, használható számítógépet
hardverrel és szoftverrel együtt,

kezdve a nulláról, ill. az alapoktól.

Valahol azért el kellett kezdenünk,

elhatároztuk hát, hogy a katedrálisunk alapja

a létező legegyszerűbb építőelem lesz,

valami, amit NAND-nak hívnak.

Ez egy szimpla logikai kapu,

négy bemeneti-kimeneti állapottal.

Azzal vágtunk bele, hogy
megmondtuk a diákoknak:

az Úr adott nekünk NAND-ot,
(Nevetés)

és meghagyta, hogy építsünk számítógépet, és amikor megkérdeztük, hogyan,

az Úr azt felelé: "Fokról-fokra".

Így hát, a tanácsot követve, elkezdtük

ezzel a szerény kis NAND kapuval.

Elindultunk hát a diákjainkkal
egy sor előre megtervezett

projekten át, miközben fokozatosan
elkészítettek egy csipkészletet,

egy hardver platformot, egy asszemblert,
egy virtuális gépet,

egy alap operációs rendszert
és egy fordítóprogramot

egy szimpla, Java-szerű nyelvhez,
melyet 'JACK'-nek hívunk.

A végén, a diákok azzal ünnepelték meg
ezt a nem mindennapi teljesítményt,

hogy JACK segítségével
olyan remek játékokat írtak,

mint a Pong, a Snake és a Tetris.

El tudják képzelni, mekkora öröm

olyan Tetrist játszani, melyet az ember
maga írt meg JACK-ben,

aztán gépi nyelvre fordította
egy olyan fordítóprogrammal,

melyet szintén maga írt, és az eredményt

egy olyan gépen látja, melyet maga épített

kizárólag néhány ezer
NAND kapu felhasználásával?

Hihetetlen egyéni diadalmenet ez,

mely az alapoktól indul, és
egy fantasztikusan összetett

és hasznos rendszernél ér véget.

Noam és én öt éven át dolgoztunk azon,

hogy megteremtsük az eszközöket
és az infrastruktúrát,

amely segítségével a diákok
egy szemeszter alatt elvégzik mindezt.

És itt az a nagyszerű csapat, mely segített,
hogy a dolog valóra váljon.

Az volt a trükk, hogy a gép felépítését
felbontottuk

számos önálló modulra:

mindegyiket külön lehetett specifikálni,

megépíteni, tesztelni,
elválasztva a projekt többi részétől.

Noammal az első nap elhatároztuk, hogy

az összes építőmodult
nyílt forrásként tesszük elérhetővé

a neten.

Így a csipspecifikációkat,
az API-kat, a projektleírásokat,

a szoftvereszközöket, a hardverszimulációkat,
a CPU-emulátorokat,

prezentációkat, előadásokat, egyszóval

mindent feltettünk a netre,

és arra biztattuk az egész világot,
hogy jöjjenek,

és vigyenek, amire szükségük van,

és csináljanak vele, amit akarnak.

És akkor valami lenyűgöző dolog történt.

A világ hallgatott a hívásra.

És hamarosan emberek ezrei

kezdték el építeni a gépünket.

És a NAND2Tetris egyike lett az első

tömeges, nyílt, onlájn kurzusoknak,

pedig hét éve még fogalmunk sem volt arról, hogy

amit csinálunk, azt MOOC-nak hívják.
[massive open online course]

És csak figyeltük, ahogy
az önszerveződő kurzusok

maguktól szaporodni kezdtek

az anyagainkon.

Például egy Pramode nevű

mérnök az indiai Kerala államban

szervezett egy önképzőkből álló csoportot,

akik a felügyelete alatt megépítették a gépünket.

És Parag Shah, egy másik mérnök,
Mumbaiból,

szétszedegette a projektjeinket kisebb,

könnyebben kezelhető részekre,
amelyek most

részei az úttörő jellegű csináld magad
számítógép-tudományi programjának.

Jellemzően olyanokat vonzanak
az ilyen kurzusok,

akiket a hacker mentalitás jellemez.

Rá akarnak jönni,
hogyan működnek a dolgok,

és mindezt csoportosan szeretnék,

mint az a hacker klub Washingtonban,

amelyik az anyagaink segítségével
közösségi kurzusokat tart.

És mivel ezek az anyagok
széles körben elérhetők és

nyílt forrásúak, különböző emberek

előre nem is sejtett irányokba viszik.

Például Yu Fangmin, Kantonból,

az FPGA technológia segítségével

építette meg a számítógépünket,
és másoknak is megmutatta, hogy kell,

egy videóklipen.
Ben Craddock pedig kifejlesztett

egy jó kis számítógépes játékot, mely

a mikroarchitektúrában foglal helyet;
egészen komplex

3D labirintus az, amit Ben kifejlesztett

a Minecraft 3D-s szimulátormeghajtójával.

A Minecraft közösség megőrült a projektért,

Ben pedig egyik napról a másikra
médiasztár lett.

Mert nem kevesen vannak azok,

akik számára a NAND2Tetris zarándoklat

életformáló élménynek bizonyult.

Itt van például Dan Rounds, egy zene- és

matematikaszakos hallgató
a michigani East Lansingből.

Néhány hete Dan kitett egy lelkes üzenetet

a webhelyünkre,
amit szeretnék felolvasni önöknek.

Dan tehát ezt írja:

'Azért jelentkeztem a kurzusra,
mert a számítógép megértése

ugyanolyan fontos számomra,
mint az írás, olvasás és számolás,

és átküzdöttem magam.
Soha ilyen keményen még nem dolgoztam,

soha ekkora kihívás nem volt még előttem.

De az érzés miatt,
hogy mi mindenre vagyok képes,

újra megtenném.

Ha azt fontolgatod, hogy
belevágsz a NAND2Tetrisbe,

ne feledd: kemény utad lesz,
de a végére mélyen megváltozol.'

Dan egy a sok önképző közül,

aki felveszi ezt a kurzust a neten,
a maga kedvéért,

a maga jószántából,
ami azért is érdekes, mert

ezek az emberek fütyülnek

az osztályzatokra.

Egyetlen motiváció hajtja őket:

szenvedélyesen szeretnek tanulni.

Ez jó apropó arra,

hogy ejtsek egy pár szót a hagyományos
egyetemi értékelésről.

Rosszul leszek tőle!

Megszállottjai vagyunk az osztályozásnak,
értékelésnek,

mert élünk-halunk az adatokért,

pedig az értékelés elveszi a tévedés örömét,

márpedig a tanulás nagyrészt

a tévedésről szól.

A kurázsi az, mondja Churchill,

amikor vereségről vereségre haladunk

töretlen lelkesedéssel. (Nevetés)

Joyce szerint a tévedések

a felfedezéshez vezető kapuk.

És mi ennek ellenére sem tűrjük a tévedést,

ellenben imádjuk az értékelést.

Összegyűjtjük tehát a négyes-föléiket
és az ötös-aláikat,

és összegyúrjuk őket
egyetlen számmá, mint 4,4,

amit odaragasztunk a homlokukra,

és ez megmondja, kik maguk.

Nos, az a véleményem, hogy túl messzire
mentünk már ezzel a nonszensszel,

és az értékelésből leértékelés lett.

Akkor most áttérnék a jelen értékelésére,
ill. ismertetésére, azaz

vessünk egy pillantást a folyó projektemre,

mely különbözik ugyan az előzőtől,

de megegyezik azzal a fő jellemzőkben, úgymint:

önképzés, csinálva tanulás,

felfedeztető tanulás és közösségformálás.

Ez a projekt a K-12 matekoktatásról szól
[K-12: ovitól az érettségiig],

kezdve a számtan elemeivel,

amit tabletek segítségével csinálunk,
mert hiszünk abban, hogy

a matekot, mint minden egyebet,
aktív részvétel útján kell tanítani.

A dolog így zajlik.
Lényegében kifejlesztettünk

egy csomó mobil alkalmazást,
melyek mindegyike elmagyaráz

valamilyen matematikai fogalmat.

Vegyük például a területet.

Olyan fogalmak esetében, mint a terület --

na igen, van egy eszközkészlet is,
hogy a gyermek,

biztatásra, kísérletezgethessen,
hogy ezáltal tanuljon.

Tehát ha a terület érdekel bennünket,
akkor az egyik

kézenfekvő dolog az, hogy becsempézzünk

egy ehhez hasonló idomot,
majd megszámoljuk,

hány csempével lehet
teljesen befedni a területét.

Ez az aprócska gyakorlat ad egy

jó első képet arról, hogy
mit is jelent a terület fogalma.

Lépjünk tovább.
Mit szólnánk ehhez az idomhoz?

Nos, ha megpróbáljuk becsempézni,
nem sikerül valami szépen.

Így hát elkezdünk kísérletezgetni

ezekkel az eszközökkel itt,
egyfajta irányított

próbálgatásos módszerrel,

mígnem rájövünk, hogy van egy

megengedett transzformáció a sok között,

éspedig a következő. Vágjuk el az idomot,

rendezzük át a darabjait, ragasszuk össze,

majd végezzük el a csempézést,
ahogy korábban.

(Taps)

Nos, ez a fajta transzformáció

nem változtatta meg
az eredeti idom területét,

így hát a hatéves, aki ezt végigjátszotta,

épp most fedezett fel
egy ügyes algoritmust arra,

hogy kell kiszámítani
egy paralelogramma területét.

Mellesleg nem a tanár
helyettesítését célozza a dolog.

Hiszünk abban, hogy a tanárt
megerősíteni kell, nem helyettesíteni.

Haladjunk tovább.
Mi van a háromszög területével?

Nos, további irányított próbálgatás után,

a gyermek felfedezi --
segítséggel vagy anélkül --,

hogy másolatot kell készíteni
az eredeti idomról,

majd a másolatot elforgatva

hozzáragasztani az eredetihez, aztán
mehet minden a korábbiak szerint:

kettévágás, átrendezés, ragasztás -- hoppá --
bekenés és összeragasztás,

és csempézés.

Nos, ez a transzformáció
megduplázta a területét

az eredeti idomnak,
amiből máris megtanultuk,

hogy a háromszög területe egyenlő
a téglalap területe

osztva kettővel.

És ezt ő maga fedezte fel, kísérletezgetve.

Tehát amellett, hogy tanult valami
hasznosat geometriából,

a gyermek kapott egy kis ízelítőt
olyan kifinomult

tudományos módszerekből is,
mint a redukció,

mely arról szól,

hogyan vezessünk vissza
egy összetett problémát egy egyszerűre;

vagy az általánosítás, mely lényege

minden tudományterületnek;

és szembesült azzal, hogy
bizonyos tulajdonságok invariánsak

bizonyos transzformációkkal szemben.

És mindezt egy aprócska gyermek

képes kiszűrni ilyen
mobil alkalmazások segítségével.

Jelenleg tehát a következőt csináljuk:

Először is felbontjuk a K-12 matektananyagot

számos ilyen alkalmazásra.

És mivel egyedül nem boldogulunk,

kifejlesztettünk egy takaros szerzői rendszert,

melyet bármely szerző, szülő vagy bárki,

akit érdekel a matekoktatás

fel tud használni arra, hogy
ilyen alkalmazásokat hozzon létre

tabletekhez anélkül, hogy
programoznia kellene.

Végül összeállítottunk egy
adaptív ökoszisztémát,

mely a különböző tanulókhoz

különböző alkalmazásokat rendel
a kialakuló tanulási stílusuknak megfelelően.

A projekt motorja

Shmulik London kollégám.

Vagyis a trükköm ugyanaz,

mint Salmané volt 90 éve:

azaz gyűjts magad köré kiváló embereket

mert végső soron

minden az emberekről szól.

Néhány éve Tel Avivban sétáltam,

amikor megláttam egy graffitit a falon.

Annyira megragadott,

hogy igeként terjesztem a diákjaim között,

és szeretném önök közt is hirdetni ezt az igét.

Nos, nem tudom, hányan vannak itt,
akik ismerik

a 'mensch' kifejezést.

Lényegében annyit jelent, hogy
embernek lenni,

és azt tenni, ami helyes.

Ezt figyelembe véve
a graffiti azt mondja, hogy

'High-tech ide, schmigh-tech oda:
[a 'high school, schmigh school' szállóige mintájára]

az a legfontosabb, hogy
mensch legyen az ember.'

Köszönöm. (Taps)

(Taps)